汽车车身焊接机器人路径规划与虚拟仿真研究
发布时间：2025-07-02 03:10
白车身焊接作为汽车制造的四大工艺之一,其焊接质量对于提高汽车稳定性有至关的重要性。为提高生产节拍和效率,机器人被广泛应用在汽车焊接生产中。而目前白车身焊接生产中焊接机器人的路径规划采用凭借工作人员的经验进行规划的方式,而这种人工规划的方式往往存在着规划时间长,焊点分配和焊接路径规划不合理、焊接干涉等问题。因此研究机器人焊接路径规划问题对合理分配机器人焊接任务、缩短焊接时间、充分发挥制造资源的优势及提高车身焊接生产效率等方面有着重要的工程意义。本文以发动机舱总成为对象,对发动机舱总成焊接工位上的单台和多台焊接机器人的路径规划问题进行了研究。首先,对白车身焊接技术与路径规划对象进行研究。分析了汽车白车身的结构和焊装生产线、白车身焊接生产工艺流程以及零件、工艺和制造资源三大对象之间的关系,并详细地对发动机舱总成零件和发动机舱总成上的焊点、发动机舱总成的点焊工艺和制造资源对象(主要为机器人、焊枪、焊接夹具)进行了研究和分析,为后续路径规划约束条件的建立提供理论依据。其次,对单台机器人焊接路径规划问题进行研究。首先,制定解决路径规划问题的总体技术方案,建立求解路径规划问题的数学模型,分析各种智能算...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目标和内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容章节安排
第2章 白车身焊接技术与路径规划对象研究
2.1 白车身焊装生产概述
2.1.1 白车身概念
2.1.2 白车身焊装生产线
2.1.3 白车身焊接生产工艺流程
2.2 白车身焊接机器人路径规划对象的研究分析
2.2.1 零件对象的研究和分析
2.2.2 点焊工艺对象的研究和分析
2.2.3 制造资源对象的研究和分析
2.3 本章小结
第3章 单台机器人焊接路径规划研究
3.1 路径规划的总体方案
3.2 机器人路径规划实现的技术方案
3.3 单台机器人焊接路径规划的数学模型
3.4 蚁群算法的基本原理
3.4.1 基本思想
3.4.2 蚁群算法求解
3.4.3 蚁群算法的主要步骤
3.4.4 算法基本流程
3.5 蚁群算法参数的分析及选取
3.5.1 信息素挥发系数ρ对蚁群算法性能的影响
3.5.2 蚂蚁数量m对蚁群算法性能的影响
3.5.3 期望启发因子β对蚁群算法性能的影响
3.5.4 信息素启发因子α对蚁群算法性能的影响
3.5.5 信息素总释放量Q对蚁群算法性能的影响
3.6 基于改进蚁群算法的焊接路径规划设计
3.6.1 粒子群算法的基本原理及数学模型
3.6.2 算法的融合
3.6.3 基于改进蚁群算法的路径规划
3.6.4 改进蚁群算法的基本流程
3.6.5 改进蚁群算法的仿真验证
3.7 单台机器人焊接路径规划仿真实验
3.8 本章小结
第4章 多机器人焊接路径规划研究
4.1 多机器人焊接路径规划分析
4.1.1 多机器人焊接路径规划任务描述
4.1.2 多机器人焊接路径规划约束分析
4.1.3 多机器人焊接路径规划的主要步骤
4.2 多机器人焊点分配数学模型
4.2.1 多机器人焊点分配技术路线
4.3 基于凸优化理论的多机器人焊点分配模型
4.4 多机器人防干涉问题分析
4.5 多机器人焊接路径规划仿真
4.6 本章小结
第5章 基于Tecnomatix多机器人焊接工位路径规划仿真研究
5.1 Tecnomatix的概述
5.2 多机器人焊点分配及焊接路径规划
5.3 多机器人焊接工位虚拟环境的搭建
5.3.1 发动机舱总成焊接工位模型的导入
5.3.2 运动机构的定义
5.3.3 焊枪运动模型的定义
5.4 Process Simulation发动机舱总成多机器人焊接工位仿真
5.4.1 焊点的投影
5.4.2 焊点可达性分析及焊枪姿态的确定
5.4.3 多机器人焊接路径仿真
5.4.4 SOP分析
5.5 仿真结果分析
5.5.1 机器人碰撞及运动速度分析
5.5.2 仿真节拍分析
5.6 机器人离线程序
5.7 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本文研究工作总结
6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文
本文编号：4055135
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目标和内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容章节安排
第2章 白车身焊接技术与路径规划对象研究
2.1 白车身焊装生产概述
2.1.1 白车身概念
2.1.2 白车身焊装生产线
2.1.3 白车身焊接生产工艺流程
2.2 白车身焊接机器人路径规划对象的研究分析
2.2.1 零件对象的研究和分析
2.2.2 点焊工艺对象的研究和分析
2.2.3 制造资源对象的研究和分析
2.3 本章小结
第3章 单台机器人焊接路径规划研究
3.1 路径规划的总体方案
3.2 机器人路径规划实现的技术方案
3.3 单台机器人焊接路径规划的数学模型
3.4 蚁群算法的基本原理
3.4.1 基本思想
3.4.2 蚁群算法求解
3.4.3 蚁群算法的主要步骤
3.4.4 算法基本流程
3.5 蚁群算法参数的分析及选取
3.5.1 信息素挥发系数ρ对蚁群算法性能的影响
3.5.2 蚂蚁数量m对蚁群算法性能的影响
3.5.3 期望启发因子β对蚁群算法性能的影响
3.5.4 信息素启发因子α对蚁群算法性能的影响
3.5.5 信息素总释放量Q对蚁群算法性能的影响
3.6 基于改进蚁群算法的焊接路径规划设计
3.6.1 粒子群算法的基本原理及数学模型
3.6.2 算法的融合
3.6.3 基于改进蚁群算法的路径规划
3.6.4 改进蚁群算法的基本流程
3.6.5 改进蚁群算法的仿真验证
3.7 单台机器人焊接路径规划仿真实验
3.8 本章小结
第4章 多机器人焊接路径规划研究
4.1 多机器人焊接路径规划分析
4.1.1 多机器人焊接路径规划任务描述
4.1.2 多机器人焊接路径规划约束分析
4.1.3 多机器人焊接路径规划的主要步骤
4.2 多机器人焊点分配数学模型
4.2.1 多机器人焊点分配技术路线
4.3 基于凸优化理论的多机器人焊点分配模型
4.4 多机器人防干涉问题分析
4.5 多机器人焊接路径规划仿真
4.6 本章小结
第5章 基于Tecnomatix多机器人焊接工位路径规划仿真研究
5.1 Tecnomatix的概述
5.2 多机器人焊点分配及焊接路径规划
5.3 多机器人焊接工位虚拟环境的搭建
5.3.1 发动机舱总成焊接工位模型的导入
5.3.2 运动机构的定义
5.3.3 焊枪运动模型的定义
5.4 Process Simulation发动机舱总成多机器人焊接工位仿真
5.4.1 焊点的投影
5.4.2 焊点可达性分析及焊枪姿态的确定
5.4.3 多机器人焊接路径仿真
5.4.4 SOP分析
5.5 仿真结果分析
5.5.1 机器人碰撞及运动速度分析
5.5.2 仿真节拍分析
5.6 机器人离线程序
5.7 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本文研究工作总结
6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文
本文编号：4055135
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/4055135.html
